CN115820970A - 一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺 - Google Patents

一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,涉及合金材料技术领域。本发明在制备风电铸件用球墨铸铁时,先将Al‑10Cr、碳化硼、铌铁、铸铁混合熔化成合金液,将合金液倾倒至旋转的钼轮上,冷却凝固后切割成薄带状孕育剂;将生铁和废钢熔炼成铸铁溶液;对铸铁溶液进行真空超声处理得到真空超声处理后的铸铁溶液;用稀土硅镁合金球化剂和薄带状孕育剂对真空超声处理后的铸铁溶液进行球化孕育处理,得到球化孕育处理后的铸铁溶液;将包裹铝箔后的薄带状孕育剂置于模具中,再将球化孕育处理后的铸铁溶液浇注至模具中,冷却定型后开模取出,制得风电铸件用球墨铸铁。本发明制备的风电铸件用球墨铸铁的具有良好的力学性能。

Description

一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺
技术领域
本发明涉及合金材料技术领域,具体为一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺。
背景技术
风力发电机组的铸件主要有轮毂、底座、主轴、轴承座、定子轴和转子轴等,其主要材料为球墨铸铁。现生产风电铸件过程中,通过对铁液进行球化处理、多次孕育处理,使铁液中碳析出并在铁液凝固过程中长成球状。
此种工艺存在的问题主要有:1、所用孕育剂为常规孕育剂,含有微量的稀土元素,且不能保证长时间的孕育效果;2、多次孕育处理对原铁液元素含量控制要求高;3、对铸件组织检测时,厚大断面处石墨形态恶化,视场中存在碎块状石墨;碎块状石墨的存在导致铸件力学性能下降,甚至不满足相关技术要求。因此需要的对风电铸件用球墨铸铁的生产工艺进行改善,以得到力学性能更好的球墨铸铁。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,以解决现有技术中存在的问题。
一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,主要包括以下工艺步骤:
(1)薄带状孕育剂的制备:将Al-10Cr、碳化硼、铌铁、铸铁混合熔化成合金液,倾斜铜坩埚将合金液倾至旋转的钼轮上,冷却凝固后切割成薄带状孕育剂;
(2)熔炼:将生铁和废钢熔炼成铸铁溶液;
(3)真空超声处理:对铸铁溶液进行真空超声处理得到真空超声处理后的铸铁溶液;
(4)球化孕育:用稀土硅镁合金球化剂和薄带状孕育剂对真空超声处理后的铸铁溶液进行球化孕育处理,得到球化孕育处理后的铸铁溶液;
(5)浇注:将包裹铝箔后的薄带状孕育剂置于模具中,再将球化孕育处理后的铸铁溶液浇注至模具中,冷却定型后开模取出,制得风电铸件用球墨铸铁。
作为优化,所述风电铸件用球墨铸铁的生产工艺包括以下工艺步骤:
(1)薄带状孕育剂的制备:将孕育剂中间合金置入真空快淬炉的铜坩埚内,抽真空将炉内气压调节到100~500Pa,关闭真空泵充入适氩气将气压调节到0.1~0.12MPa,通过极头和铜坩埚接触起弧使孕育剂中间合金全部熔化成合金液,倾斜铜坩埚将合金液倾至旋转的钼轮上,冷却凝固,再切割成厚度为0.2~0.3mm,宽为3~4mm,长为7~8mm的薄带状孕育剂;
(2)熔炼:将Q10生铁和废钢按质量比2:1~3:1混合均匀并置于中频感应电炉内,利用感应电流和炉料自身电阻,使炉料自身发热,直至熔化,并在1480℃以上静置2~3min;
(3)真空超声处理:将铸铁溶液质量0.034~0.036倍的增碳剂和铸铁溶液质量0.042~0.046倍的硅铁,在100~300Pa,1600~1700℃,30~40kHz超声1~2h,得到真空超声处理后的铸铁溶液;
(4)球化孕育:将真空超声处理后的铸铁溶液质量0.0095~0.0125倍的稀土硅镁合金球化剂均匀放置于球化包内,并使用工具将其舂紧实,上面均匀覆盖真空超声处理后的铸铁溶液质量0.002~0.006倍的薄带状孕育剂,倒入真空超声处理后的铸铁溶液,在1430~1450℃,球化孕育处理2~3min,得到球化孕育处理后的铸铁溶液;
(5)浇注:在薄带状孕育剂表面包裹一层0.1~0.2mm的铝箔,得到包裹铝箔后的薄带状孕育剂;将球化孕育处理后的铸铁溶液质量0.002~0.004倍的包裹铝箔后的薄带状孕育剂置于模具中,将模具的温度预热至500~540℃备用,再对1430~1450℃的球化孕育处理后的铸铁溶液打渣,清理浮在表面的杂质,并加入球化孕育处理后的铸铁溶液质量0.002~0.003倍的保温剂,在1430~1450℃浇注至模具中,冷却定型后开模取出,并进行渗氮处理,制得风电铸件用球墨铸铁。
作为优化,步骤(1)所述孕育剂中间合金的制备方法为:将Al-10Cr、碳化硼、铌铁、铸铁按质量比20:1:8:30~24:1:10:40加入到真空电弧炉中,通过真空电弧炉加热至全部成熔融态并混合均匀,冷却至室温后取出,制备而成。
作为优化,所述铌铁型号为FeNB-60、FeNB-65、FeNB-70中的一种或多种混合;所述铸铁的碳含量为小于3%,硅含量小于2%,余量为铁。
作为优化,步骤(2)所述废钢为轻料型废钢。
作为优化,步骤(3)所述增碳剂的固定碳含量大于99.5%,硫元素含量小于0.025%,粒度小于3mm。
作为优化,步骤(3)所述硅铁为65#硅铁、72#硅铁、75#硅铁中的一种或多种混合。
作为优化,步骤(4)所述稀土硅镁合金球化剂型号为Mg5RE1.5、Mg6RE1.5、Mg7RE1.5、Mg8RE1.5中的一种或多种混合。
作为优化,步骤(5)所述保温剂的二氧化硅含量大于80%,氧化铝含量大于15%,粒度小于3mm。
与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:
本发明在制备风电铸件用球墨铸铁时,先将生铁和废钢熔炼成铸铁溶液;对铸铁溶液进行真空超声处理得到真空超声处理后的铸铁溶液;用稀土硅镁合金球化剂和薄带状孕育剂对真空超声处理后的铸铁溶液进行球化孕育处理,得到球化孕育处理后的铸铁溶液;将包裹铝箔后的薄带状孕育剂置于模具中,再将球化孕育处理后的铸铁溶液浇注至模具中,冷却定型后开模取出,制得风电铸件用球墨铸铁。
首先,将Al-10Cr、碳化硼、铌铁、铸铁混合熔化成合金液,将合金液倾倒至旋转的钼轮上,冷却凝固后切割成薄带状孕育剂,加入铌铁和铸铁一起熔融制成孕育剂中间合金,避免了孕育剂中间合金密度较小,易漂浮在铸铁溶液表面的问题,并且增强了与铸铁溶液的浸润性及流动性,使制得的薄带状孕育剂可以均匀分散在铸铁溶液中,提高了孕育效果,从而达到更好的力学性能;进行真空超声处理,铸铁溶液表面上的压力降低,能促进铸铁溶液中氧元素和碳元素反应生成气体从铸铁溶液中铸铁溶液,避免后续过程的残留氧元素反应生成气泡滞留影响总体的抗拉强度、屈服强度,从而提高了抗拉强度和屈服强度。
其次,用铝箔对薄带状孕育剂进行包裹,铝箔密度较小,在浇注时可以使薄带状孕育剂快速分散在球化孕育处理后的铸铁溶液中,同时铝箔熔点远低于浇注温度,易熔融,使薄带状孕育剂均匀分散并发挥孕育作用,从而提高了力学性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明,在以下实施例中制作的风电铸件用球墨铸铁的各指标测试方法如下:
力学性能测试:将各实施例所得的风电铸件用球墨铸铁与对比例材料取相同大小形状,进行抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度的性能测试。
实施例1
一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,所述风电铸件用球墨铸铁的生产工艺主要包括以下工艺步骤:
(1)薄带状孕育剂的制备:将Al-10Cr、碳化硼、铌铁FeNB-60、铸铁按质量比20:1:8:30加入到真空电弧炉中,通过真空电弧炉加热至全部成熔融态并混合均匀,冷却至室温后取出,制得孕育剂中间合金;将孕育剂中间合金置入真空快淬炉的铜坩埚内,抽真空将炉内气压调节到100Pa,关闭真空泵充入适氩气将气压调节到0.1MPa,通过极头和铜坩埚接触起弧使孕育剂中间合金全部熔化成合金液,倾斜铜坩埚将合金液倾至旋转的钼轮上,冷却凝固,再切割成厚度为0.2mm,宽为3mm,长为7mm的薄带状孕育剂;
(2)熔炼:将Q10生铁和废钢按质量比2:1混合均匀并置于中频感应电炉内,利用感应电流和炉料自身电阻,使炉料自身发热,直至熔化,并在1480℃以上静置2min;
(3)真空超声处理:将铸铁溶液质量0.034倍的增碳剂和铸铁溶液质量0.042倍的65#硅铁,在100Pa,1600℃,30kHz超声2h,得到真空超声处理后的铸铁溶液;
(4)球化孕育:将真空超声处理后的铸铁溶液质量0.0095倍的Mg5RE1.5稀土硅镁合金球化剂均匀放置于球化包内,并使用工具将其舂紧实,上面均匀覆盖真空超声处理后的铸铁溶液质量0.004倍的薄带状孕育剂,倒入真空超声处理后的铸铁溶液,在1430℃,球化孕育处理2~3min,得到球化孕育处理后的铸铁溶液;
(5)浇注:在薄带状孕育剂表面包裹一层0.1mm的铝箔,得到包裹铝箔后的薄带状孕育剂;将球化孕育处理后的铸铁溶液质量0.002倍的包裹铝箔后的薄带状孕育剂置于模具中,将模具的温度预热至500℃备用,再对1430℃的球化孕育处理后的铸铁溶液打渣,清理浮在表面的杂质,并加入球化孕育处理后的铸铁溶液质量0.002倍的保温剂,在1430℃浇注至模具中,冷却定型后开模取出,制得风电铸件用球墨铸铁。
实施例2
一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,所述风电铸件用球墨铸铁的生产工艺主要包括以下工艺步骤:
(1)薄带状孕育剂的制备:将Al-10Cr、碳化硼、铌铁FeNB-65、铸铁按质量比22:1:9:35加入到真空电弧炉中,通过真空电弧炉加热至全部成熔融态并混合均匀,冷却至室温后取出,制得孕育剂中间合金;将孕育剂中间合金置入真空快淬炉的铜坩埚内,抽真空将炉内气压调节到300Pa,关闭真空泵充入适氩气将气压调节到0.11MPa,通过极头和铜坩埚接触起弧使孕育剂中间合金全部熔化成合金液,倾斜铜坩埚将合金液倾至旋转的钼轮上,冷却凝固,再切割成厚度为0.25mm,宽为3.5mm,长为7.5mm的薄带状孕育剂;
(2)熔炼:将Q10生铁和废钢按质量比2.5:1混合均匀并置于中频感应电炉内,利用感应电流和炉料自身电阻,使炉料自身发热,直至熔化,并在1480℃以上静置2.5min;
(3)真空超声处理:将铸铁溶液质量0.035倍的增碳剂和铸铁溶液质量0.044倍的72#硅铁,在200Pa,1650℃,35kHz超声1.5h,得到真空超声处理后的铸铁溶液;
(4)球化孕育:将真空超声处理后的铸铁溶液质量0.011倍的Mg6RE1.5稀土硅镁合金球化剂均匀放置于球化包内,并使用工具将其舂紧实,上面均匀覆盖真空超声处理后的铸铁溶液质量0.004倍的薄带状孕育剂,倒入真空超声处理后的铸铁溶液,在1440℃,球化孕育处理2.5min,得到球化孕育处理后的铸铁溶液;
(5)浇注:在薄带状孕育剂表面包裹一层0.15mm的铝箔,得到包裹铝箔后的薄带状孕育剂;将球化孕育处理后的铸铁溶液质量0.003倍的包裹铝箔后的薄带状孕育剂置于模具中,将模具的温度预热至520℃备用,再对1440℃的球化孕育处理后的铸铁溶液打渣,清理浮在表面的杂质,并加入球化孕育处理后的铸铁溶液质量0.0025倍的保温剂,在1440℃浇注至模具中,冷却定型后开模取出,制得风电铸件用球墨铸铁。
实施例3
一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,所述风电铸件用球墨铸铁的生产工艺主要包括以下工艺步骤:
(1)薄带状孕育剂的制备:将Al-10Cr、碳化硼、铌铁FeNB-70、铸铁按质量比24:1:10:40加入到真空电弧炉中,通过真空电弧炉加热至全部成熔融态并混合均匀,冷却至室温后取出,制得孕育剂中间合金;将孕育剂中间合金置入真空快淬炉的铜坩埚内,抽真空将炉内气压调节到500Pa,关闭真空泵充入适氩气将气压调节到0.12MPa,通过极头和铜坩埚接触起弧使孕育剂中间合金全部熔化成合金液,倾斜铜坩埚将合金液倾至旋转的钼轮上,冷却凝固,再切割成厚度为0.3mm,宽为4mm,长为8mm的薄带状孕育剂;
(2)熔炼:将Q10生铁和废钢按质量比3:1混合均匀并置于中频感应电炉内,利用感应电流和炉料自身电阻,使炉料自身发热,直至熔化,并在1480℃以上静置3min;
(3)真空超声处理:将铸铁溶液质量0.036倍的增碳剂和铸铁溶液质量0.046倍的75#硅铁,在300Pa,1700℃,40kHz超声1h,得到真空超声处理后的铸铁溶液;
(4)球化孕育:将真空超声处理后的铸铁溶液质量0.0125倍的Mg8RE1.5稀土硅镁合金球化剂均匀放置于球化包内,并使用工具将其舂紧实,上面均匀覆盖真空超声处理后的铸铁溶液质量0.006倍的薄带状孕育剂,倒入真空超声处理后的铸铁溶液,在1450℃,球化孕育处理2min,得到球化孕育处理后的铸铁溶液;
(5)浇注:在薄带状孕育剂表面包裹一层0.2mm的铝箔,得到包裹铝箔后的薄带状孕育剂;将球化孕育处理后的铸铁溶液质量0.004倍的包裹铝箔后的薄带状孕育剂置于模具中,将模具的温度预热至540℃备用,再对1450℃的球化孕育处理后的铸铁溶液打渣,清理浮在表面的杂质,并加入球化孕育处理后的铸铁溶液质量0.003倍的保温剂,在1450℃浇注至模具中,冷却定型后开模取出,制得风电铸件用球墨铸铁。
对比例1
一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,所述风电铸件用球墨铸铁的生产工艺主要包括以下工艺步骤:
(1)薄带状孕育剂的制备:将Al-10Cr、碳化硼按质量比22:1加入到真空电弧炉中,通过真空电弧炉加热至全部成熔融态并混合均匀,冷却至室温后取出,制得孕育剂中间合金;将孕育剂中间合金置入真空快淬炉的铜坩埚内,抽真空将炉内气压调节到300Pa,关闭真空泵充入适氩气将气压调节到0.11MPa,通过极头和铜坩埚接触起弧使孕育剂中间合金全部熔化成合金液,倾斜铜坩埚将合金液倾至旋转的钼轮上,冷却凝固,再切割成厚度为0.25mm,宽为3.5mm,长为7.5mm的薄带状孕育剂;
(2)熔炼:将Q10生铁和废钢按质量比2.5:1混合均匀并置于中频感应电炉内,利用感应电流和炉料自身电阻,使炉料自身发热,直至熔化,并在1480℃以上静置2.5min;
(3)真空超声处理:将铸铁溶液质量0.035倍的增碳剂和铸铁溶液质量0.044倍的72#硅铁,在200Pa,1650℃,35kHz超声1.5h,得到真空超声处理后的铸铁溶液;
(4)球化孕育:将真空超声处理后的铸铁溶液质量0.011倍的Mg6RE1.5稀土硅镁合金球化剂均匀放置于球化包内,并使用工具将其舂紧实,上面均匀覆盖真空超声处理后的铸铁溶液质量0.004倍的薄带状孕育剂,倒入真空超声处理后的铸铁溶液,在1440℃,球化孕育处理2.5min,得到球化孕育处理后的铸铁溶液;
(5)浇注:在薄带状孕育剂表面包裹一层0.15mm的铝箔,得到包裹铝箔后的薄带状孕育剂;将球化孕育处理后的铸铁溶液质量0.003倍的包裹铝箔后的薄带状孕育剂置于模具中,将模具的温度预热至520℃备用,再对1440℃的球化孕育处理后的铸铁溶液打渣,清理浮在表面的杂质,并加入球化孕育处理后的铸铁溶液质量0.0025倍的保温剂,在1440℃浇注至模具中,冷却定型后开模取出,制得风电铸件用球墨铸铁。
对比例2
一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,所述风电铸件用球墨铸铁的生产工艺主要包括以下工艺步骤:
(1)薄带状孕育剂的制备:将Al-10Cr、碳化硼、铌铁FeNB-65、铸铁按质量比22:1:9:35加入到真空电弧炉中,通过真空电弧炉加热至全部成熔融态并混合均匀,冷却至室温后取出,制得孕育剂中间合金;将孕育剂中间合金置入真空快淬炉的铜坩埚内,抽真空将炉内气压调节到300Pa,关闭真空泵充入适氩气将气压调节到0.11MPa,通过极头和铜坩埚接触起弧使孕育剂中间合金全部熔化成合金液,倾斜铜坩埚将合金液倾至旋转的钼轮上,冷却凝固,再切割成厚度为0.25mm,宽为3.5mm,长为7.5mm的薄带状孕育剂;
(2)熔炼:将Q10生铁和废钢按质量比2.5:1混合均匀并置于中频感应电炉内,利用感应电流和炉料自身电阻,使炉料自身发热,直至熔化,并在1480℃以上静置2.5min;
(3)球化孕育:将铸铁溶液质量0.011倍的Mg6RE1.5稀土硅镁合金球化剂均匀放置于球化包内,并使用工具将其舂紧实,上面均匀覆盖铸铁溶液质量0.004倍的薄带状孕育剂,倒入铸铁溶液,在1440℃,球化孕育处理2.5min,得到球化孕育处理后的铸铁溶液;
(4)浇注:在薄带状孕育剂表面包裹一层0.15mm的铝箔,得到包裹铝箔后的薄带状孕育剂;将球化孕育处理后的铸铁溶液质量0.003倍的包裹铝箔后的薄带状孕育剂置于模具中,将模具的温度预热至520℃备用,再对1440℃的球化孕育处理后的铸铁溶液打渣,清理浮在表面的杂质,并加入球化孕育处理后的铸铁溶液质量0.0025倍的保温剂,在1440℃浇注至模具中,冷却定型后开模取出,制得风电铸件用球墨铸铁。
对比例3
一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,所述风电铸件用球墨铸铁的生产工艺主要包括以下工艺步骤:
(1)薄带状孕育剂的制备:将Al-10Cr、碳化硼、铌铁FeNB-65、铸铁按质量比22:1:9:35加入到真空电弧炉中,通过真空电弧炉加热至全部成熔融态并混合均匀,冷却至室温后取出,制得孕育剂中间合金;将孕育剂中间合金置入真空快淬炉的铜坩埚内,抽真空将炉内气压调节到300Pa,关闭真空泵充入适氩气将气压调节到0.11MPa,通过极头和铜坩埚接触起弧使孕育剂中间合金全部熔化成合金液,倾斜铜坩埚将合金液倾至旋转的钼轮上,冷却凝固,再切割成厚度为0.25mm,宽为3.5mm,长为7.5mm的薄带状孕育剂;
(2)熔炼:将Q10生铁和废钢按质量比2.5:1混合均匀并置于中频感应电炉内,利用感应电流和炉料自身电阻,使炉料自身发热,直至熔化,并在1480℃以上静置2.5min;
(3)真空超声处理:将铸铁溶液质量0.035倍的增碳剂和铸铁溶液质量0.044倍的72#硅铁,在200Pa,1650℃,35kHz超声1.5h,得到真空超声处理后的铸铁溶液;
(4)球化孕育:将真空超声处理后的铸铁溶液质量0.011倍的Mg6RE1.5稀土硅镁合金球化剂均匀放置于球化包内,并使用工具将其舂紧实,上面均匀覆盖真空超声处理后的铸铁溶液质量0.004倍的薄带状孕育剂,倒入真空超声处理后的铸铁溶液,在1440℃,球化孕育处理2.5min,得到球化孕育处理后的铸铁溶液;
(5)浇注:将球化孕育处理后的铸铁溶液质量0.003倍的薄带状孕育剂置于模具中,将模具的温度预热至520℃备用,再对1440℃的球化孕育处理后的铸铁溶液打渣,清理浮在表面的杂质,并加入球化孕育处理后的铸铁溶液质量0.0025倍的保温剂,在1440℃浇注至模具中,冷却定型后开模取出,制得风电铸件用球墨铸铁。
效果例
下表1给出了采用本发明实施例1~3与对比例1~3的风电铸件用球墨铸铁的力学性能的分析结果。
表1
Figure BDA0003940885890000091
从表1中实施例1~3和对比例1~3的实验数据比较可发现,本发明制得的风电铸件用球墨铸铁具有良好的力学性能。
从实施例1、2、3和对比例1的实验数据比较可发现,实施例1、2、3对比对比例1的抗拉强度、屈服强度和伸长率高;说明了在制备孕育剂中间合金的过程中加入铌铁和铸铁一起熔融制成孕育剂中间合金,避免了中间合金密度较小,易漂浮在铸铁溶液表面的问题,并且增强了与铸铁溶液的浸润性及流动性,使制得的薄带状孕育剂可以均匀分散在铸铁溶液中,提高了孕育效果,从而提高了风电铸件用球墨铸铁的力学性能;从实施例1、2、3和对比例2的实验数据比较可发现,实施例1、2、3对比对比例2的抗拉强度高;说明了进行真空超声处理,铸铁溶液表面上的压力降低,能促进铸铁溶液中氧元素和碳元素反应生成气体从铸铁溶液中铸铁溶液,避免后续过程的残留氧元素反应生成气泡滞留影响总体的抗拉强度、屈服强度,从而提高了风电铸件用球墨铸铁的力学性能;从实施例1、2、3和对比例3的实验数据比较可发现,实施例1、2、3对比对比例3的抗拉强度、屈服强度和伸长率高;说明了用铝箔对薄带状孕育剂进行包裹,铝箔密度较小,在浇注时可以使薄带状孕育剂快速分散在球化孕育处理后的铸铁溶液中,同时铝箔熔点远低于浇注温度,易熔融,使薄带状孕育剂均匀分散并发挥孕育作用,从而提高了风电铸件用球墨铸铁的力学性能。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,其特征在于,主要包括以下工艺步骤:
(1)薄带状孕育剂的制备:将Al-10Cr、碳化硼、铌铁、铸铁混合熔化成合金液,倾斜铜坩埚将合金液倾至旋转的钼轮上,冷却凝固后切割成薄带状孕育剂;
(2)熔炼:将生铁和废钢熔炼成铸铁溶液;
(3)真空超声处理:对铸铁溶液进行真空超声处理得到真空超声处理后的铸铁溶液;
(4)球化孕育:用稀土硅镁合金球化剂和薄带状孕育剂对真空超声处理后的铸铁溶液进行球化孕育处理,得到球化孕育处理后的铸铁溶液;
(5)浇注:将包裹铝箔后的薄带状孕育剂置于模具中,再将球化孕育处理后的铸铁溶液浇注至模具中,冷却定型后开模取出,制得风电铸件用球墨铸铁。
2.根据权利要求1所述的一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,其特征在于,所述风电铸件用球墨铸铁的生产工艺包括以下工艺步骤:
(1)薄带状孕育剂的制备:将孕育剂中间合金置入真空快淬炉的铜坩埚内,抽真空将炉内气压调节到100~500Pa,关闭真空泵充入适氩气将气压调节到0.1~0.12MPa,通过极头和铜坩埚接触起弧使孕育剂中间合金全部熔化成合金液,倾斜铜坩埚将合金液倾至旋转的钼轮上,冷却凝固,再切割成厚度为0.2~0.3mm,宽为3~4mm,长为7~8mm的薄带状孕育剂;
(2)熔炼:将Q10生铁和废钢按质量比2:1~3:1混合均匀并置于中频感应电炉内,利用感应电流和炉料自身电阻,使炉料自身发热,直至熔化,并在1480℃以上静置2~3min;
(3)真空超声处理:将铸铁溶液质量0.034~0.036倍的增碳剂和铸铁溶液质量0.042~0.046倍的硅铁,在100~300Pa,1600~1700℃,30~40kHz超声1~2h,得到真空超声处理后的铸铁溶液;
(4)球化孕育:将真空超声处理后的铸铁溶液质量0.0095~0.0125倍的稀土硅镁合金球化剂均匀放置于球化包内,并使用工具将其舂紧实,上面均匀覆盖真空超声处理后的铸铁溶液质量0.002~0.006倍的薄带状孕育剂,倒入真空超声处理后的铸铁溶液,在1430~1450℃,球化孕育处理2~3min,得到球化孕育处理后的铸铁溶液;
(5)浇注:在薄带状孕育剂表面包裹一层0.1~0.2mm的铝箔,得到包裹铝箔后的薄带状孕育剂;将球化孕育处理后的铸铁溶液质量0.002~0.004倍的包裹铝箔后的薄带状孕育剂置于模具中,将模具的温度预热至500~540℃备用,再对1430~1450℃的球化孕育处理后的铸铁溶液打渣,清理浮在表面的杂质,并加入球化孕育处理后的铸铁溶液质量0.002~0.003倍的保温剂,在1430~1450℃浇注至模具中,冷却定型后开模取出,制得风电铸件用球墨铸铁。
3.根据权利要求2所述的一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,其特征在于,步骤(1)所述孕育剂中间合金的制备方法为:将Al-10Cr、碳化硼、铌铁、铸铁按质量比20:1:8:30~24:1:10:40加入到真空电弧炉中,通过真空电弧炉加热至全部成熔融态并混合均匀,冷却至室温后取出,制备而成。
4.根据权利要求3所述的一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,其特征在于,所述铌铁型号为FeNB-60、FeNB-65、FeNB-70中的一种或多种混合;所述铸铁的碳含量为小于3%,硅含量小于2%,余量为铁。
5.根据权利要求2所述的一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,其特征在于,步骤(2)所述废钢为轻料型废钢。
6.根据权利要求2所述的一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,其特征在于,步骤(3)所述增碳剂的固定碳含量大于99.5%,硫元素含量小于0.025%,粒度小于3mm。
7.根据权利要求2所述的一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,其特征在于,步骤(3)所述硅铁为65#硅铁、72#硅铁、75#硅铁中的一种或多种混合。
8.根据权利要求2所述的一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,其特征在于,步骤(4)所述稀土硅镁合金球化剂型号为Mg5RE1.5、Mg6RE1.5、Mg7RE1.5、Mg8RE1.5中的一种或多种混合。
9.根据权利要求2所述的一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,其特征在于,步骤(5)所述保温剂的二氧化硅含量大于80%,氧化铝含量大于15%,粒度小于3mm。
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